DE69619805T2

DE69619805T2 - Schneekanone ohne gebläse

Info

Publication number: DE69619805T2
Application number: DE69619805T
Authority: DE
Inventors: H. Ratnik; C. Wang
Original assignee: Ratnik Ind Inc
Current assignee: Ratnik Ind Inc
Priority date: 1995-05-05
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: DE69619805D1; EP0824658B1; ATE214472T1; US5699961A; EP0824658A1; WO1996035087A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Herstellung von selbstgefertigtem Schnee. Insbesondere bezieht sie sich auf eine gebläselose Schneekanone mit einem besonders leisen Betrieb und ökonomisch in Hinsicht auf das Volumen an Schnee, das pro Einheit der angelegten elektrischen Leistung erzeugt wird.

Diskussion des Standes der Technik

Es wurden viele unterschiedliche Einrichtungen konstruiert und verwendet für die Erzeugung von "selbstgemachten" Schnee. Typischerweise finden sich solche Vorrichtungen in Skigebieten und werden betrieben zur Auffüllung des Vorrats an natürlichem Schnee auf Skiwegen bzw. Skipisten und den umgebenden Gebieten. Nahezu alle Arten an Schneeherstellungsvorrichtungen erzeugen Schnee durch Einschießen von Wassertröpfchen in einen Strom von kalter Luft, wobei die letztere zum Kühlen der Tropfen auf eine Temperatur dient, bei welcher sie sich in Eiskristalle umwandeln, bevor sie auf den Boden fallen. Einige Vorrichtungen, die als Gebläsekanonen bekannt sind, verwenden ein großes, Motor angetriebenes Gebläse zum Erzeugen des kühlenden Luftstroms. In anderen Vorrichtungen, die als "Schneekanonen" bekannt sind, wird der Luftstrom von einer Quelle von komprimierter Luft geliefert. Der kühlende Luftstrom einer Gebläsekanone wirkt zur Verbesserung der Wasser-zu- Schneeumwandlungseffizienz der Vorrichtung durch (a) Erzeugen einer turbulenten Luftströmung, die sowohl bei der Tropfenkühlung als auch bei Mischprozessen unterstützt, und (b) Verlängerung der Tropfenflugzeit oder "Aufenthaltszeit", wodurch den Tropfen mehr Zeit gegeben wird für das Abkühlen und Kristallisieren, bevor sie den Boden erreichen.
In US-A-4,711,395 ist eine Gebläsekanone vom zuvor erwähnten Typ offenbart. Diese Gebläsekanone ist von der "Zentraldüsen"-Art, bei der die Wassertropfen in dem Gebläse erzeugtem Luftstrom durch eine Wasserdüse eingeführt werden, die entlang der Mittelachse eines tonnenförmigen Gebläsegehäuses angeordnet ist, durch welches der Luftstrom durch das Motor angetriebene Gebläse vorangetrieben wird. Die Wasserdüse, die in diesem Patent offenbart ist, ist vom Typ der in Schläuchen einer Feuerlöschausrüstung verwendet wird. Jede Ausgabegröße ist einstellbar, um einen gewünschten Durchsatz und ein Sprühmuster vorzusehen, und sie umfaßt sich drehende Turbinenzähne, die dahingehend wirken, daß das Wasser, das durch sie geliefert wird, in Tropfen aufgeteilt wird, die von einer "Größe ideal für die Schneeherstellung" sind. In der Technik wird dieser Ausdruck derart verstanden, daß er bedeutet, daß die Tropfen ungefähr 500-1000 um Größe aufweisen, weil im Fall der Wasserdüse vom offenbarten Typ, d. h. der "Turbojet" (Handelsname) -Düse hergestellt von Akron Brass Company, die Düse nicht das ausgestoßene Wasser in Tropfen oder irgendwelche feinere Partikel aufteilen kann. Um die Umwandlung solcher Wassertropfen in Eiskristalle durch den Gebläse erzeugten Luftstrom zu ermöglichen, sind eine Vielzahl von "Kernbildenern" um die Wasserdüse herum und im tonnenförmigen Gebläsegehäuse angeordnet. Jeder der Kernbildner bzw. Nukleatoren weist eine Düse auf, an welcher Quellen für komprimierte Luft und Wasser angebracht sind. Die Kernbildnerdüsen wirken sowohl für das Versprühen bzw. Atomisieren des Wasser, das durch sie hindurch geliefert wird, um kleinste Wasserteilchen zu erzeugen (beispielsweise 10 um groß), die "Kerne" genannt werden. Die Kernbildnerdüsen sind angeordnet und gerichtet, um ihre jeweiligen Ausgänge in die wirbelnde Wasser/Luftmischung zu injizieren, die durch die Wasserdüsen- und -gebläsekombination vorgesehen wird. Aufgrund ihrer kleinen Größe gefrieren die Kerne zuerst und wirken daher als Keime für die weitere Bildung von Eiskristallen in der Wasser/Luftmischung.
Abhängig von den Umgebungsbedingungen sind die meisten kommerziell erhältlichen Gebläsekanonen von Vorteil hinsichtlich ihrer Fähigkeit der Umwandlung von relativ großen Volumina an Wasser in Schnee pro Zeiteinheit. Beispielsweise können bei einer Temperatur von -3,9 Grad C (ungefähr 25 Grad F) die meisten Gebläsekanonen mehr als 378 Liter (100 Gallonen) an Wasser in Schnee pro Minute umwandeln. Jedoch werden Gebläsekanonen im allgemeinen als nachteilig angesehen vom Standpunkt der Kosten und der Größe her gesehen. Spezieller sind sie teuer in der Herstellung und aufgrund der motorisierten Gebläsekomponenten erfordern sie beträchtlich elektrische Leistung für ihren Betrieb. Ebenso aufgrund des physikalisch großen Gebläses (beispielsweise 46-91 cm (18-36 Zoll) im Durchmesser) neigen Gebläsekanonen dazu schwierig manipulierbar zu sein um den Schnee zu erzeugen, wo er gewünscht ist. Beispielsweise entlang schmaler Skiwege und anderen schwer zu erreichenden Plätzen. Ferner aufgrund ihrer großen Größe sind sie unhandlich, wobei sie am besten zu tragen, zu manipulieren und zu betreiben sind von erhöhten Positionen aus, wie beispielsweise von Türmen aus oder dergleichen. Dies trifft insbesondere zu bei windigen Bedingungen. Wie zuvor angedeutet, hat die Plazierung von jeglichem Schnee herstellenden Gerät auf einer erhöhten Position, und insbesondere auf mehr als über 4,6 m (15 Fuß) über dem Bodenniveau, eine dramatische Auswirkung auf die Wasser-zu-Schneeumwandlungseffizienz der Vorrichtung, und zwar aufgrund der Erhöhung der Tropfenflugzeit und daher der Kühlzeit der Tropfen.
Es gibt viele kleinere und günstigere Alternativen zu Gebläsekanonen, die zuvor diskutiert wurden, und zwar einschließlich von Luft/Wasserschneekanonen, die in US-A-3,829,013 und in US-A-4,199,103 offenbart sind. Anstatt der Verwendung eines motorisierten Gebläses zur Bewirkung der Tropfenkühlung verwenden beide diese Schneekanonen eine Quelle an komprimierter Luft zum Kühlen der Tropfen. Bei der Vorrichtung gemäß US-A-3,829,013 werden Wassertropfen in einem geschlossenen Gehäuse gebildet, bevor sie in die Atmosphäre durch die komprimierte Luft geschossen bzw. vorangetrieben werden. Bei der Schneekanone gemäß US-A-4,199,103 wird ein Wasserstrom in die Atmosphäre gesprüht und ein Strahl an komprimierter Luft, und zwar stromabwärts von der Wassersprühung angeordnet, wird sowohl für das Unterteilen bzw. Aufbrechen des Wassers in kleine Teilchen als auch für die Umwandlung solcher Teilchen in Eiskristalle verwendet. Während sie deutlich weniger teuer in der Herstellung und im Betrieb sind, sind diese Schneekanonen im Allgemeinen nicht in der Lage die Volumen an Schnee herzustellen, die von Gebläsekanonen geliefert werden. Ferner aufgrund der Freigabe von komprimierter Luft, arbeiten diese Kanonen bei einem relativ hohen und störenden Geräuschpegel.
FR-A-2 634 663 offenbart eine "gebläselose" Schneekanone, die auf einem Turm montiert ist. Ein Wasserkompressor stößt einen feinen Nebel an Wasserteilchen aus, die in kalter Luft zu Kristallen gefrieren, um so Schnee zu bilden. Es sind keine Kernbildungsmittel zur Förderung der Bildung von Eiskristallen vorgesehen.
In US-A-5,135,167 wird eine "gebläselose" Schneeherstellungsanordnung offenbart, die ein rohrförmiges Gehäuse mit einer stromaufwärtigen Endwand und einer nach auswärts ausgebauchten, stromabwärtigen Wand aufweist, das eine Vielzahl von schneeherstellenden Überschalluft- und -flüssigkeitsvernebelungsdüsenöffnungen enthält, die umfangsmäßig darumherum beabstandet sind, und zwar mit sich radial nach innen erstreckenden Luftnuten dazwischen in der äußeren ausgebauchten Oberfläche. Eine Rohrplatte unterteilt das Gehäuseinnere in ein stromaufwärtiges Wasserabteil und ein stromabwärtiges Luftabteil, und jede Schneeherstellungsdüsenzumeßöffnung enthält eine Wasserstrahldüse für das Lenken eines Wasserstrahls in den mittleren Teil von der Schneeherstellungsdüsenzumeßöffnung. Unter Druck stehendes Wasser, das in das Wasserabteil eingeführt wird, bewirkt, daß das Wasser in jede der Schneeherstellungsdüsenzumeßöffnungen hineinschießt, während Druckluft, die dem Luftabteil zugeführt wird, bewirkt, daß ein Mantel an Luft die Wasserstrahlen umgibt, die in die Schneeherstellungsdüsenzumeßöffnung eintreten. Das Wasser tritt aus den Schneeherstellungsdüsenzumeßöffnungen als feine Tropfen aus, die sich zu Schnee umbilden. Eine der Schneeherstellungsdüsenzumeßöffnungen kann durch eine Schneekernbildungsdüsenzumeßöffnung ersetzt werden.
In Anbetracht der vorangegangenen Diskussion ist es ein Ziel dieser Erfindung eine gebläselose Schneeherstellungsvorrichtung vorzusehen, die bei es zulassenden Umgebungsbedingungen große Volumina an selbstgemachten Schnee herstellen kann, und zwar zu einem Bruchteil der Kosten, die mit herkömmlichen Gebläsekanonensystemen assoziiert sind, und bei Geräuschpegeln, die beträchtlich niedriger sind als die von gebläselosen Schneekanonen, die zuvor erwähnt wurden. Ferner ist die Effizienz der Schneeherstellungsvorrichtung und die Qualität des erzeugten Schnees stark verbessert im Vergleich mit jener, die mit bekannten Schneekanonen assoziiert sind.
Die Schneeherstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Durchsatz an Wasser, das an die Wasserdüsenmittel angelegt wird, ungefähr 50 mal das Volumen an Wasserdurchsatz der Kernbildungsmittel, und zwar ein Durchsatzverhältnis von zumindest dem 2-fachen von herkömmlichen Gebläsekanonen. Dies erzeugt ein Verhältnis der Eiskeime-zu-Wasserteilchen, das zumindest das 2-fache ist von der zuvor erwähnten Gebläsekanone mit zentraler Düse. Als ein Ergebnis dieser Kombination von Elementen kann die Gebläsekomponente der Vorrichtung des Standes der Technik eliminiert werden, ohne die Schneequalität dafür zu opfern.
Die Erfindung wird besser verstanden werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die eine auf einem Turm montierte gebläselose Schneekanone zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Schneekanone;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Kernbildnerteils der in Fig. 1 gezeigten Kanone, und zwar entlang der Schnittlinie 3-3;
Fig. 4 ist eine Photographie der in Fig. 1 gezeigten Kanone in Betrieb;
Fig. 5A und 5B sind Querschnitts- und Endansichten des Wasserdüsenteils der in Fig. 1 gezeigten Kanone;
Fig. 6A und 6B, und 7A und 7B sind Seiten- und Vorderansichten eines bevorzugten Sprühmoduls für die Wasserdüsenanordnung der in Fig. 1 gezeigten Schneekanone.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen, stellt Fig. 1 eine auf einem Turm montierte Schnee-Erzeugungsvorrichtung 10 dar, die die vorliegende Erfindung ausführt. Solch eine Vorrichtung weist im Allgemeinen eine gebläselose Schneekanone 12 auf, die auf einem einstellbaren Turm 14 montiert ist. Der Turm ist einstellbar zur Steuerung der Höhe H der Schneekanone über dem Bodenpegel G, sowie des Azimuth- und des Steigungswinkels (relativ zur Horizontalen), mit welchen die Kanone jene Teilchen herausschießt, die letztendlich auf dem Boden als Schneeflocken landen. Der vorrangige Zweck des Turms ist es, die Schneekanone auf einem Pegel zu heben, so daß die Wasserteilchen, die durch die Schneekanone erzeugt werden, eine ausreichende lange Flugzeit haben, um eine Umwandlung solcher Teilchen in Eiskristalle zu bewirken und zu ermöglichen, daß solche Eiskristalle sich mit benachbarten Kristallen zur Erzeugung von Schneeflocken kombinieren, bevor sie auf den Boden fallen. Bei der offenbarten Schneeherstellungsvorrichtung vom gebläselosen Typ führt diese Anforderung zu einer Turmhöhe von zumindest 20 Fuß, und bevorzugter von zumindest mehr als 9,15 m (30 Fuß). Die strukturellen Einzelheiten des Turms werden als evident aus der Zeichnung angesehen, so daß jegliche weitere Beschreibung unnötig ist.
Wie besser in den Fig. 2 und 3 gezeigt, weist die Schneekanone 12 eine Wasserdüsenanordnung 16 auf, die zentral hinsichtlich einer Vielzahl von Eiskernbildnern 18 angeordnet ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Eisnukleatoren in einer kreisförmigen Konfiguration angeordnet, die die Wasserdüsenanordnung umgibt. Die Wasserdüsenanordnung wirkt zur Erzeugung einer im wesentlichen konischen Wassersprühung S von relativ kleinen Wasserteilchen. Vorzugsweise ist der Kegelwinkel der Wassersprühung ungefähr 60 Grad und die Wasserteilchen haben eine Größe von nicht größer als ungefähr 300 um, und bevorzugter nicht größer als ungefähr 200 um. Wie zuvor erwähnt, ist die maximale Wasserteilchengröße zumindest 2 bis 5 mal kleiner als die der Wasserteilchen, die von der Gebläsekanone vom "zentralen Düsen"-Typ erzeugt werden, wie zuvor diskutiert. Die kleinere Teilchengröße ist notwendig wegen des Fehlens von irgendeinem motorisierten Gebläse für die Beschleunigung des Teilchenkühlprozesses.
Die Eiskernbildner bzw. Eisnukleatoren 18 sind vorzugsweise relativ nahe an der Achse der Wasserdüsenanordnung angeordnet, und zwar vorzugsweise auf einem Kreis mit einem Durchmesser von zwischen 15,24 bis 30,48 cm (6 und 12 Zoll). Eine bevorzugte Anzahl der Eiskernbildner ist sechs, obwohl diese Anzahl variieren kann von so wenig wie nur einem bis so viele wie zwölf, und zwar abhängig von der Größe und der gewünschten Schneeherstellungskapazität der Schneekanone. Die Eiskernbildner dienen für das Einschießen einer Sprühung S' von Eiskernen (kleinen Eiskristallen, ungefähr 10 um groß) in die Sprühung S an Wasserteilchen, die von der Wasserdüsenanordnung geliefert werden, um ein schnelles Kühlen und eine Kristallisation der wesentlich größeren Wasserteilchen in der Sprühung zu bewirken. Bei der Vorrichtung der Erfindung ist die Kühlwirkung, die durch die Eiskernbildner vorgesehen wird, alles was notwendig ist, um die von der Wasserdüsenanordnung erzeugten Wasserteilchen in Eiskristalle umzuwandeln, bevor sie auf dem Boden als Schneeflocken herabfallen von einem Projektionspunkt 6,1 m (20 Fuß) (oder mehr) über dem Bodenniveau. Daher sei gewürdigt, daß die maximal zulässige Wasserteilchengröße in der Sprühung S jene ist, die zu einem Eiskristall durch die Kühlwirkung der Eiskernbildner und durch die verlängerte Teilchenflugzeit vorgesehen durch die Turmmontierung der Schneekanone umgewandelt werden kann. Die erwünschte durchschnittliche Wasserteilchengröße ist ein Kompromiß zwischen der Schneequalität (Trockenheit) und der Menge, wobei je größer die von der Wasserdüse erzeugten Wasserteilchen sind, das Potential für mehr Schnee größer ist, jedoch die Schwierigkeit und die Kosten für die Umwandlung solcher Teilchen in Eiskristalle größer sind. Um teilweise die Abwesenheit der Kühlwirkung, die durch irgendeine Gebläsekomponente vorgesehen wird, zu kompensieren, wird die Vorrichtung der Erfindung betrieben für ein Einschießen von ungefähr 2 bis 4 mal mehr Eiskernen in die Wassersprühung, als dies die zuvor beschriebene Gebläsekanone tut. Diese Erhöhung der Eiskerne wird erreicht durch Verwendung von ungefähr der gleichen Anzahl an Eiskernbildnern wie bei einer Gebläsekanone und durch entsprechendes Reduzieren der Flußrate durch die Wasserdüsenanordnung.
Die Wasserdüsenanordnung 16 weist eine hohle Leitung bzw. ein hohles Rohr 20 auf, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 3,81 cm (1,5 Zoll). Ein Ende der Leitung 20 ist in eine Gewindehülse 22 eingeschraubt, die mit der Auslaßseite eines Wasserverteilers 24 verbunden ist. Eine Kappe 25 die eine Vielzahl von Sprühmodulen 26 (in den Fig. 6A, 6B und 7A, 7B gezeigt) trägt, ist an das freie Ende der Leitung gekoppelt, und zwar vorzugsweise durch eine "Schnellverbindungs"-Kopplung. Durch diese Schraub- und "Schnellverbindungs"- Anordnung können unterschiedliche Kappen, die unterschiedliche Sprühmodule tragen, leicht gegeneinander ausgetauscht werden, wobei die gewünschten Sprühmodule von den Umgebungsbedingungen abhängen, und das Ausmaß der Vorwärtsversetzung des Ausstoßendes der Düsenkappe relativ zur Ebene P der Eiskernbildner kann variiert werden (durch Verwendung von Rohren bzw. Leitungen mit unterschiedlichen Längen), um unterschiedliche Kernbildnerkonfigurationen aufzunehmen. Vorzugsweise ist die Vorwärtsversetzung bzw. das Herausragen der Düsenanordnung zwischen ungefähr 20,3 und 50,8 cm (ungefähr 8 und 20 Zoll). Dieses Ausmaß des Hervorragens stellt sicher, daß sich die Eiskerne in der Kernbildnersprühung S' bilden, bevor diese Sprühung die Wassersprühung S erreicht.
Wasser wird unter Druck von zwischen 0,689·10&sup6; N/m² und 4,137·10&sup6; N/m² (100 und 600 Pfund pro Quadratzoll (PSI)) an den Wasserverteiler 24 über eine Hochdruckwasserleitung L1 geliefert. Die Wasserleitung ist "schnellgekoppelt" an eine geeignete Passung bzw. Fassung 28, die sich von einem Verteilereinlaß 30 aus erstreckt, der vorzugsweise im Bodenteil des Wasserverteilers ausgebildet ist, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Durch diese Anordnung wird jegliches Wasser, das im Wasserverteiler enthalten ist, wenn die Kanone nicht in Verwendung ist, durch die Wasserleitung abfließen und dadurch vom Gefrieren abgehalten. Ein Konusfilter 32, der im Anschluß 28 angeordnet ist, wirkt zum Filtern von jeglichem teilchenförmigen Material, das die Wasserströmung durch die Düsenanordnung und die Kernbildner verstopfen oder auf andere Weise stören könnte. Die Eisnukleatoren bzw. Eiskernbildner sind an die Außenseite des Wasserverteilergehäuses geschweißt und Wasser wird an die Kernbildner durch eine Vielzahl von Öffnungen 36 geliefert, die in der Seitenwand 38 des Wasserverteilergehäuses gebildet sind. Durch das Liefern des Wassers an die Kernbildnerdüsen über einen Verteiler mit einem relativ großen Volumen (beispielsweise 0,5 bis mehrere Gallonen (1 Gallone = 3,78 I)) anstatt direkt durch eine kleine Wasserleitung wird eine Tendenz des Wassers zum Gefrieren in den kernbildenden Düsen reduziert. Optional können Heizwicklungen in die Kernbildnerdüsen eingeführt sein, um das Gefrierproblem zu mildern. Wenn solche Heizungen verwendet werden, kann eine Schirmung 39 zum Abdecken und Schützen der Heizdrähte von den Elementen verwendet werden, wie beispielsweise Eis und Schnee. Komprimierte Luft von ungefähr 0,62·10&sup6; N/m² (90 PSI) wird an die Eiskernbildner geliefert von einer komprimierten Luftleitung L2, die selektiv an eine ringförmige Leitung 40 verbunden ist, die die Außenseite der Kernbildneranordnungen umgibt. Die Eiskernbildner sind im Handel erhältliche Komponenten und wirken auf eine gut bekannte Weise zum Kombinieren von komprimierter Luft und Wasser für die Erzeugung von Eiskernen innerhalb von wenigen Zoll (1 Zoll = 2,54 cm) weg von den jeweiligen Ausstoßenden der Kernbildnerdüsen. Die Kernbildnerdüsen sind auf die Wassersprühung S gerichtet, um so ihre Eiskerne bei einer Stelle so nahe wie möglich an der Wasserdüsenkappe 25 zu injizieren ohne eine Eisbildung auf der Kappe selbst hervorzurufen.
Die strukturellen Details der Wasserdüsenkappe 25 sind am besten in den Fig. 5A und 5B gezeigt. Wie gezeigt, ist die Kappe 25 mit einer Vielzahl von kreisförmigen Gewindelöchern 43 versehen, die angepaßt sind für eine Aufnahme von einer gleichen Vielzahl von Sprühmodulen 45, 45', wie in den Fig. 6A, 6B, 7A und 7B gezeigt. In den Fig. 6A und 6B ist ein bevorzugteres Wassersprühmodul 45 gezeigt, und zwar weist dieses ein mit Gewinde versehenes hohles Gehäuse 46 mit vier kreisförmigen Strahllöchern 48 darin ausgebildet auf. Jedes der Strahllöcher hat einen Durchmesser von ungefähr 2,03 mm (0,08 Zoll), und jedes Loch ist angepaßt für das Erzeugen einer hohlen konischen Sprühung mit einem Konuswinkel von 60 Grad, wenn unter Druck stehendes Wasser an die Rückseite 49 des Gehäuses angelegt wird. Jedes Wassersprühmodul sieht einen Wasserdurchsatz von ungefähr 12,85 l (3,40 Gallonen) pro Minute vor, wenn das Wasser einen Druck von 0,689·10&sup6; N/m² (100 PSI) daran angelegt wird. Der Düsenanordnungsdurchsatz kann eingestellt werden durch Zufügung oder Entfernen von Sprühmodulen an die Kappe 25, wobei jedes entfernte bzw. eliminierte Modul ersetzt wird durch einen festen eingeschraubten Stöpsel. Wassersprühmodule vom in den Fig. 6A und 6B gezeigten Typ sind im Handel erhältlich von Techno Alpin, in Bozen, Italien. Ein alternatives Wassersprühmodul ist in den Fig. 7A und 7B gezeigt. Jedes Düsenmodul weist einen hohlen, mit Gewinde versehenen Körper 50 auf, der ein einziges Strahlloch 52 von einem Durchmesser von ungefähr 3,56 mm (0,14 Zoll) hat. Das Loch 52 ist mittig angeordnet in einem Schlitz 54, wobei ein flacher Fächerstrahl dadurch erzeugt wird. Vorzugsweise ist ein solches Modul angepaßt für das Vorsehen einer 40 Grad Fächersprühung mit einem Durchsatz von ungefähr 14,74 l (3,9 Gallonen) pro Minute bei einem Wasserdruck von 0,689·10&sup6; N/m² (100 PSI). Die Wassersprühmodule von diesem Typ sind erhältlich von Lechler Inc., in St. Charles, Illinois.
In der Photographie der Fig. 4 ist ein Prototyp der gebläselosen Schneeherstellungsvorrichtung in Betrieb gezeigt, wie sie zuvor beschrieben wurde. Bei dieser Version wurde der Wasserverteiler 24, der in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ersetzt durch eine zweite ringförmige Leitung (wobei die erste ringförmige Leitung komprimierte Luft liefert), und zwar zum Liefern von Wasser an die kernbildenden Düsen. Ebenso ist die Wasserdüsenanordnung etwas unterschiedlich im Erscheinungsbild, wobei die Düsenkappe 25 der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 ersetzt wurde durch einen Cluster bzw. eine Ansammlung von Sprühmodulen, die einstückig bzw. integral mit der Leitung 20 sind. Nichts desto weniger ist das Konzept der Verwendung einer Vielzahl von Eiskernbildnern zum Kristallisieren einer Sprühung von relativ kleinen Wasserteilchen (300 um oder kleiner) zur Erzeugung von Schnee aus einer turmmontierten Kanone als arbeitsfähig gezeigt.
Verglichen mit Gebläsekanonen Vom zuvor erwähnten Typ kann die gebläselose Schneeherstellungsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, nicht das gleiche Volumen an Schnee pro Zeiteinheit erzeugen. Jedoch aufgrund Ihrer vergleichsweise kleinen Größe (ermöglicht durch die Abwesenheit von irgendwelchem motorisierten Gebläsekomponenten und dem relativ nahen Abstand zwischen der Wasserdüsenanordnung und den Eiskernbildnern) können zwei oder drei gebläselose Schneekanonen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, auf der selben Turmplattform montiert werden zum Erzeugen eines vergleichbaren Volumens an Schnee. Wichtiger ist, daß die Schneekanone der Erfindung deutlich effizienter ist als viele Typen von Schneekanonen beim Herstellen von Schnee. Man beachte beispielsweise, daß eine herkömmliche komprimierte Luft/Wasserkanone typischerweise ungefähr 5,96 m³ (210 Kubikfuß) an Luft pro Minute erfordert zum Umwandeln von 94,5 l (25 Gallonen) an Wasser pro Minute in Schnee. Dies übersetzt sich auf ungefähr 36,8 kW (50 Pferdestärken) an Energie. Im Gegensatz dazu verbraucht die gebläselose Schneekanone der Fig. 2 nur ungefähr 0,71 m³/min (25 CFM) an komprimierter Luft zum Umwandeln der gleichen Menge an Wasser in Schnee bei der selben Umgebungstemperatur und relativen Feuchtigkeit. Dies übersetzt sich auf ungefähr 4,42 kW (6 Pferdestärken) an Energie und repräsentiert einen 8-fachen Anstieg an Energieeffizienz. Weiter, im Vergleich mit herkömmlichen Luft/Wasserkanonen, ist die Schneeherstellungsvorrichtung der Erfindung deutlich leiser, da sie nur einen Bruchteil der durch solche Kanonen erforderlichen komprimierten Luft verwendet.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, können verschiedene Modifikationen ohne Abweichung vom Umfang der angefügten Ansprüche durchgeführt werden.

Claims

1. Schnee herstellende Vorrichtung, die eine gebläselose Schneekanone (12) aufweist, geeignet für das Einschießen von Wasserteilchen in die Luft; wobei die gebläselose Schneekanone folgendes aufweist: (i) ein Wassereinschuß- bzw. -auswurfmittel (16, 25) für das Richten bzw. Schießen einer Sprühung von Wasserteilchen in eine vorbestimmte Richtung, und zwar geeignet für die Erzeugung von Wasserteilchen mit einer Größe von kleiner als ungefähr 300 um; und (ii) Kernbildungsmittel für das Verstärken der Umwandlung von Wasserteilchen in Eiskristalle, wobei die Kernbildungsmittel eine Vielzahl von Kernbildungsdüsen (18) aufweisen, die nach rückwärts bezüglich eines Ausstoßendes der Wassereinschußmittel (25) und an beabstandeten Orten angeordnet sind, die die Wassereinschußmittel umgeben, und zwar für das Schießen bzw. Richten von Eiskristallen in eine Richtung allgemein gleich zu der vorbestimmten Richtung und in die Sprühung aus Wasserteilchen, um eine Umwandlung der Wasserteilchen zu Eiskristallen zu bewirken, wobei eine jede der Kernbildungsdüsen verbindbar ist mit jeweiligen Quellen für Druckluft und unter Druck stehendem Wasser, wobei die Kernbildungsmittel geeignet sind für das Aufbrauchen von zwischen ungefähr 1 und 10% des Wassers, das durch die Wassereinschußmittel (16, 25) konsumiert bzw. verbraucht wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Wassereinschußmittel (16, 25) eine Wasserdüsenanorndung (25) mit einem Eingangsende aufweisen, das geeignet ist für eine Verbindung mit einer unter Druck stehenden Wasserquelle, wobei die Düsenanordnung Mittel aufweist für das Aufbrechen des Wassers, das durch die Wasserquelle an sie geliefert wird, und zwar zu Teilchen, die kleiner sind als 300 um, und für das Einschießen der Teilchen durch das Ausstoßende der Wasserdüsenanordnung.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Wasserdüsenanordnung (25) ein Kappenglied mit einer Vielzahl von Öffnungen aufweist für das Tragen einer gleichen Vielzahl von Düsenmodulen, wobei jedes Düsenmodul eine Vielzahl von Strahllöchern für das Erzeugen einer gleichen Vielzahl von konischen Sprühungen von Wasserteilchen mit Größen kleiner als 300 um besitzt.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Kernbildungsmittel ungefähr 0,71 m³/min (25 CFM) an Luft für die Umwandlung von 94,5 l (25 Gallonen) von Wasser zu Eiskristallen verwendet.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die jeweiligen Ausstoßenden der Kernbildungsdüsen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und wobei das Ausstoßende der Wasserdüse zwischen ungefähr 20 und 50 cm vor den Kernbildungsdüsen positioniert ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Kernbildungsdüsen gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Abstand zwischen dem Ausstoßende der Wasserdüse und der Ebene der Kernbildungsdüsen einstellbar ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einschußmittel (25) und die Kernbildungsmittel (18) Wasser aus einer unter Druck stehenden Quelle konsumieren beim Herstellen der Sprühung aus Wasserteilchen und der Eiskerne bzw. Eiskeime, und wobei die Kernbildungsmittel (18) zwischen ungefähr 1 und 3% des Wassers konsumieren, das durch die Wassereinschußmittel (25) konsumiert wird.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Wassereinschußmittel (25) einen Durchlauf von zwischen 56,7 und 189 l (15 und 50 Gallonen) pro Minute besitzen.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Keim- bzw. Kernbildungsmittel für das Injizieren der Eiskeime bzw. Eiskerne in die Sprühung aus Wasserteilchen an einer Stelle innerhalb von ungefähr 90 cm vom Ausstoßende der Düsenanordnung aus arbeiten.

11. Schnee herstellende Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Turm (14) für das Tragen der Schneekanone bei einer Höhe aufweist, die ausreicht, um zu ermöglichen, dass abgekühlte Wasserteilchen in Eiskristalle umgewandelt werden, während sie zu Boden unter dem Einfluß der Schwerkraft fallen.